Как можно использовать землю в качестве второго провода?

Недавно я прочитал, что землю можно использовать в качестве провода, чтобы сэкономить на проводке. Мое понимание того, как это работает, заключается в том, что источник питания, скажем, батарея, разделяет заряд, создавая электроны с одной стороны и отсутствие электронов с другой, или отрицательное и положительное напряжение. Таким образом, батарея на 3 В будет давать -1,5 В и 1,5 В. Затем, если мы подключим любую сторону этой батареи к земле с 0 В, электроны будут течь от -1,5 В к земле и от земли к 1,5 В.

Однако, если бы это было правдой, кажется, что если бы мы поместили резистор с любой стороны батареи, он получил бы только половину напряжения, которое может производить батарея, то есть 1,5 В, поскольку это разница между любой стороной клеммы батареи и землей. .

Таким образом, в решениях с однопроводным заземлением жертвуется 50 % напряжения для экономии 50 % стоимости проводов. Однако я не могу найти никакой информации о том, что мой анализ верен. Таким образом, я подозреваю, что что-то не так с моими рассуждениями и пониманием электричества.

Спасибо за помощь!

Ваши 50/50% предполагают, что оба сопротивления одинаковы; сделайте некоторые расчеты для реальных реальных сопротивлений, и вы узнаете для этого реального случая.
Нет абсолютного опорного напряжения; у 3-вольтовой батареи положительная клемма на 3 В выше, чем отрицательная, а не на 1,5 В по обе стороны от какого-то универсального напряжения заземления.
Итак, если бы вы подключили обе стороны клеммы к земле, разница между одной клеммой и землей составила бы 3 В? Если да, то как земля становится тем же напряжением относительно одной клеммы, что и другая клемма?

Ответы (1)

Ваше предположение основано на том факте, что все напряжения относятся к «общему» заземлению. Но это неправда!

Напряжение также называют «разностью электрических потенциалов»; обратите внимание на слово «разница».

Это означает, что «напряжение 3 В» ничего не значит; вы должны указать относительно чего. В вашем случае батарея с «напряжением 3 В» — это батарея, у которой + клемма имеет электрический потенциал на 3 В выше, чем ее - клемма. Если вы попытаетесь измерить напряжение между любой из его клемм и землей, не выполняя никаких соединений, вы всегда будете читать 0 В.

Вот почему вы можете соединить батареи последовательно, чтобы получить более высокое напряжение.

Если разница напряжений между любой из клемм и землей всегда равна 0 В, как может течь ток через землю?
Точно, НЕ МОЖЕТ быть никакого тока, если вы просто подключите ОДИН терминал. Но как только вы подключите ОБЕ клеммы, у вас будет ток. Но вы должны подключить ОБЕ клеммы, а не только одну. В любом случае, это действительно легко проверить: просто используйте мультиметр.
Когда вы соединяете обе стороны, как течет ток. Забирает ли положительный вывод электроны с земли, а отрицательный отдает электроны, как я сказал? Если это так, если между клеммой с обеих сторон и землей поместить резистор, какова будет разность напряжений на резисторе?